857 - 3Q-Wall工法研究会｜耐震補強壁 3Q

23405
日本建築学会大会学術講演梗概集
（東海） 2012 年 9 月
分割鋼管を用いた枠付 RC ブレースによる耐震補強工法に関する研究
正会員 ○萩尾浩也 *
同
増田安彦 *
耐震補強
接着接合
枠付 RC ブレース
高強度鉄筋
同
栗田康平 *
分割鋼管
1. はじめに
著者らは，大きな開口率および靱性能を有し，低騒
る。試験体への軸力導入は，実際の設計条件と同じにな
音・低振動で揚重機を必要としない，省スペース施工が
2.2 使用材料
るように，補強を行う前に実施した。
可能な耐震補強工法 1)（以下，枠付 RC ブレース型耐震補
使用した鉄筋の機械的性質を表-2 に示す。コンクリー
強工法）を開発し，実施している。枠付 RC ブレース型耐
トの力学的特性は，試験体一覧(表-1)に併せて示す。
震補強工法の概要を図-1 に示す。本論文では，本工法の
2.3 加力方法
補強耐力の高強度化および施工性の省力化，並びに梁破
補強前に導入した軸力を維持したまま，水平方向にオ
壊型の評価方法確認を目的として行った実験に関して報
イルジャッキにて片押しの正負繰返し載荷を行った。
告する。
3. 実験結果
各試験体の水平力 Q(kN)と部材角 R(%)の関係を図-4 に，
2. 実験計画
2.1 試験体
最終破壊状況を写真-1 に，および実験の破壊経過一覧を
試験体は 3 体で，一覧を表-1 に示す。試験体形状およ
表-3 に示す。KB3n は，引張側のブレース筋の降伏後，柱
び配筋図の例として，KB6B を図-2 に示す。各試験体の目
のひび割れよりも梁のひび割れの進行が顕著となり，最
的は，KB3n が梁破壊型の耐力検討のため，KB6B が補強
終的には梁のせん断破壊に至った。KB6B は，引張側のブ
効果の向上を目的にブレース筋に高強度鉄筋を用いた場
レース筋の降伏後，Kb3n と異なり梁よりも柱の損傷が進
合の耐力検討のため，KB6C が枠鋼管内の配筋省力化のた
行し，最終的には，加力側の柱頭部のパンチングと梁下
めである。具体的には，図-3 に示すように躯体側のみを
接合部の破壊により，耐力低下した。KB6C は，KB6B と
連続配筋として，省力化している。これにより，ノード
同じ破壊パターンをたどり，最終破壊も，KB6B と同じ破
内の配筋密度が低くなるので，施工性の向上が期待でき
壊であった。
ノード鋼管
分割部分
枠鋼管 □-125x3.2
枠鉄筋横4-D13(SD490)連続
縦4-D10(SD490)分断
枠鋼管
(a)
ﾌﾞﾚｰｽ筋 2-D19(SD490ﾈｼﾞ)
ﾌﾞﾚｰｽ鋼管 □125x3.2
分割部分
継手
枠筋
KB-6B
枠筋
継手
ブレース鋼管
ノード鋼管
図-1
図-2 試験体配筋図(KB-6B)
枠付 RC ブレース型補強の概要
表-1
試験体名
コンクリート
柱諸元
周辺
フレーム
梁諸元
補強
ブレース
ブレース鋼管
ブレース配筋
枠鋼管
試験体一覧
KB3n
横枠配筋
4-D6不連続
(pg=2.3%)
あと施工ｱﾝｶｰ
なし
部位
2
B×D×L=170×280×1480(mm)
主筋6-D16(pt=2.5%)
肋筋D5@120(pw=0.22%)
η =N/bDFc(21)=0.125
□75×75×2.3
2-D16(pg=7.1%)
SD490
□75×75×2.3
図-3 水平枠の配筋詳細
KB6C
2
B×D×L=120×280×1480(mm)
主筋4-D16(pt=2.36%)
肋筋D4@120(pw=0.16%)
KB-6C
表-2 材料特性（*：0.2%オフセット）
KB6B
Ec=22.2 kN/mm , σB=26.6 N/mm
b×D×h=220×220×900(mm)　主筋10-D13(pg=2.62%)　帯筋D6@150(pw=0.20%)
柱軸力
補強枠
(b)
ブレース鉄筋（ネジ継手）
□125×125×3.2
2-D19(pg=3.7%)
SD490
□125×125×3.2
上下4-D13連続
(pg=3.2%)
躯体側のみ4-D13連続
(pg=3.2%)
水平部S-D10@120(pa=0.5%)
Development of Seismic Strengthening Method by RC Brace
with Frames of divided Steel Pipes
― 857 ―
D16(SD490)
D19(SD490)
ブレース筋
試験体
ヤング係数
2
kN/mm
降伏点
2
kN/mm
引張強さ
2
kN/mm
KB3n
202
535
700
KB6B KB6C
193
532
702
D13
柱主筋
共通
194
365
536
D16
梁主筋
共通
200
392
605
D6
帯筋
共通
195
371
472
KB3n
185
355*
512
KB6B KB6C
188
383*
514
D4
D5
D6
D10(SD490)
D10
肋筋
KB3n
195
371
472
KB6B KB6C
198
550
615
アンカー筋 KB6B KB6C
192
361
513
枠筋
HAGIO Hiroya, KURITA Kohei,
MASUDA Yasuhiko
KB3n
600
水平力Q (kN)
KB6B
1000
水平力Q (kN)
800
400
200
-1.5
-1.0
-0.5
0.5
1.0
1.5
2.0-2.0
部材角R (%)
-1.5
-1.0
600
400
200
200
-0.5
0.0
-200
KB3n
ブレース降伏
-200
肋筋降伏
2.0-2.0
1.0
1.5
2.0
KB6C 部材角R (%)
ブレース降伏
帯筋降伏
肋筋降伏
-800
評価値：KB6B
評価値：KB6C
-1000
各試験体の水平力 Q(kN)と部材角 R(%)の関係
KB6C
各試験体の最終破壊状況
単位：kN (部材角
表-4
%)
実験の最大耐力と評価値の比較
KB3n
KB6B
KB6C
最大耐力
577 (1.41)
920 (1.00)
886 (1.00)
引張ブレース降伏
梁せん断破壊
引張ブレース降伏
(上接合部すべり
柱パンチング破壊)
引張ブレース降伏
(上接合部すべり
柱パンチング破壊)
柱主筋
447 (0.55)
705 (0.53)
674 (0.43)
帯筋
降伏せず
796 (1.00)
830 (1.20)
想定される破壊モード
ブレース筋
524 (0.80)
816 (0.59)
798 (0.57)
実／計
鉄筋降伏
0.5
柱主筋降伏
-600
試験体名
破壊形式
0
-0.5
0.0
-200
-400
-1000
写真-1
各試験体の破壊経過一覧
-1.0
肋筋降伏
KB6B
表-3
-1.5
帯筋降伏
-800
図-4
KB3n
1.5
柱主筋降伏
評価値：KB3n
-600
1.0
KB6B 部材角R (%)
ブレース降伏
-600
帯筋降伏
-400
0.5
-400
柱主筋降伏
800
400
0
0.0
1000
600
0
-2.0
水平力Q (kN)
KB6C
単位：kN
KB3n
KB6B
KB6C
実験値
577
920
886
Q su1
562
759
759
Q su2
617
1153
1153
Q su2 ／Q su1
1.10
1.52
1.52
Q su =min(Q su1 ,Q su2 )
562
759
759
タイプⅠ
タイプⅠ
タイプⅠ
1.03
1.21
1.17
1)
4. 結果評価
枠付 RC ブレースによる補強架構の終局耐力は，既存躯
のパンチングシア耐力
体の終局耐力，RC ブレースの終局耐力，および接着面の
せい， α c ･Fc2 ：ブレース内グラウトの圧縮強度， θ ：ブ
接合耐力の組み合わせによって得られる耐力の最小値と
レースと水平面のなす角度，BPt：既存梁の耐力
し、(1)式で評価した。実験で得られた最大耐力と評価値
の比較を表-4 に示す。その結果，提案する評価式で実験
5. まとめ
枠付 RC ブレース工法による補強実験より得られた結果
結果を評価できた。また，枠鋼管内の配筋省力化を目指
は、以下の通りである。
した KB6C は，上下の両鉄筋が連続した配筋である KB6B

BNc ：圧縮側ブレース軸力， Bb， BD：ブレースの断面幅と
と構造性能に大差なく、提案する評価式できた。
Qsu  min (Qsu1 , Qsu 2 )
， BNt ：引張側ブレース軸力，
高強度鉄筋(SD490)を用いても，提案する方法で評価可
能である。
(1)

ここに，Qsu1：ブレース引張降伏で決まる耐力(タイプⅠ)，
Qsu2：パンチングと接着面破壊で決まる耐力(タイプⅡ)
梁破壊型の破壊形式においても，提案する方法で評価
可能である。

枠鋼管内の配筋を躯体側のみの連続配筋としても，枠
Qsu1  Qbu  Qc1  Qc 2
(2)
鋼管内の上下両鉄筋を連続した場合と構造性能に大差
Q su 2  Q j  p Qc  Qc 2
(3)
なく，同じ方法で評価可能である。
Qbu  ( B N c  B N t )  cos 
B Nt
B
 B at B  y
N c  B at  B  y  min( c  Fc 2  B b  B D, PB sin  )
(4)
(5)
(6)
ここに，Qbu：ブレースの水平せん断耐力，Qc1，Qc2：柱の
耐力
2)
，Qj ：既設躯体と枠材間の接合面耐力， pQc：柱頭
*大林組
技術研究所
【謝辞】本試験体の製作にあたり，日本シーカ(株)お
よび朝日工業(株)に材料提供を頂いた。紙面を借りて深
謝致します。
【参考文献】
1) 栗田康平他：ブレース型耐震補強工法「3Q-Brace®」
の開発，大林組技術研究所報，No.73, 2009
* Technical Research Institute, Obayashi Corporation
― 858 ―

Download Report